Nie ma we Wszechświecie wielu planet podobnych do Merkurego

Najbliższa Słońcu planeta od długiego czasu stanowi dla astronomów pewną zagadkę. Badacze zastanawiają się, dlaczego jej orbita znajduje się tak blisko gwiazdy, a jądro zawiera więcej metalu niż jądro jakiejkolwiek innej planety Układu Słonecznego oraz dlaczego planeta jest tak mała. Wyniki nowych badań sugerują, że we Wszechświecie nie ma wielu planet podobnych do Merkurego.

Przez ostatnie lata, wiodącą teorią, która tłumaczyła wysoką zawartość metali w jądrze Merkurego była wielka kolizja, do której miało dojść miliardy lat temu. Według tej teorii, początkowa masa Merkurego była 2,25 razy większa niż obecnie. Następnie w planetę uderzył planetozymal o masie 1/6 masy Merkurego. Kolizja pozbawiła planetę większości pierwotnego płaszcza i skorupy, pozostawiając nienaruszone jądro. Jednak według nowych badań zespołu naukowców z Centrum Astrofizyki Teoretycznej i Kosmologii (CTAC) na Uniwersytecie w Zurychu, tajemnicza natura Merkurego może być w rzeczywistości wynikiem wielokrotnych zderzeń z gigantycznymi obiektami.

Forming Mercury by Giant Impacts

W ramach badań zatytułowanych “Forming Mercury by Giant Impacts”, naukowcy rozważali różne powody, dla których Merkury jest tak gęsty oraz dlaczego posiada wysoki stosunek żelaza do skały w swoim składzie. W odróżnieniu od innych skalistych planet Układu Słonecznego, żelazo stanowi nieproporcjonalnie dużą część Merkurego. Ostatecznie rozważyli wszystkie możliwe scenariusze, aby określić, który z nich jest najbardziej prawdopodobny.

Na podstawie gęstości i wielkości planety, naukowcy byli w stanie oszacować rozmiar rdzenia Merkurego. Geolodzy szacują, że rdzeń Merkurego zajmuje około 42 procent jego objętości. Dla porównania, rdzeń Ziemi stanowi około 17 procent objętości całej naszej planety. Naukowcy posiadają dwie hipotezy, które mogą tłumaczyć niezwykłe właściwości Merkurego.

Pierwsza z hipotez głosi, że Merkury posiadał wielki rdzeń od początku. W pobliżu Słońca, mechanizmy mogły być bardziej skuteczne w oddzielaniu metali i skał (ze względu na ich różną temperaturę kondensacji, właściwości przewodzące lub równowagę pomiędzy siłą oporu i grawitacją), co spowodowałoby wytrącanie większej ilości metali do wewnątrz, a skał na zewnątrz. Merkury powstawałby wtedy w miejscu bardziej bogatym w metale niż w pozostałe części dysku protoplanetarnego lub (co zakłada druga z hipotez) tworzył rdzeń o podobnym stosunku masy, jak inne planety skaliste, ale stracił część płaszcza w późnych etapach jego powstawania, jak w przypadku gigantycznego uderzenia lub odparowania. Druga hipoteza jest obecnie powszechniej akceptowana wśród społeczności naukowców.

Naukowcy postanowili sprawdzić, czy skład Merkurego był wynikiem pojedynczego, gigantycznego uderzenia, czy też wielu mniejszych.  Problem w tym, że takie wydarzenia są stosunkowo rzadkie i wymagały unikalnego zestawu okoliczności, takich jak odpowiedni skład impaktora i stan przeduderzeniowy planety.

Odkryto, że oba scenariusze (pojedyncze i wielokrotne uderzenia) mogą być odpowiedzialne za wysoki stosunek żelaza do skał w składzie planety, ale szanse na dojście do nich nie są duże. Potwierdza to fakt, że we Wszechświecie odkryto niewiele planet podobnych do Merkurego. Cokolwiek doprowadziło do obecnej sytuacji planety, najprawdopodobniej jest rzadkim wydarzeniem.

Wyniki badań mogą napawać optymizmem, ponieważ według nich, katastrofalne w skutkach kolizje nie są często spotykane we Wszechświecie. Kolizja, która doprowadziła do powstania Merkurego znanego nam w obecnym stanie, mogłaby być dla Ziemi dużo bardziej katastrofalna niż ta, która doprowadziła do powstania Księżyca.

 

Źródło: Phys.org

Bartosz Mejer Administrator
Popularyzator sektora kosmicznego w Polsce. Udzielam się głównie na tematy załogowej eksploracji kosmosu, kolonizacji Marsa oraz nowinek astrofizycznych.
2